Технологија батерија^(Battery) је напредовала током година. Уређаји попут дронова^(drones) и паметних телефона били би непрактични без напредне модерне технологије батерија. 

Међутим, батерије увек могу бити боље! 

Чини се да су солид стате батерије следећи велики напредак и производи који их користе су иза угла. То значи да је сада савршено време да се упознате са тим шта су и зашто су важни.

Шта значи „чврсто стање“?

Било да се ради о оловној батерији за аутомобиле, алкалној једнократној употреби или литијум-полимер батеријама^{(lithium polymer batteries)} у телефону, сви они користе течни електролит. Електролит је проводљива супстанца која повезује два унутрашња терминала батерије. Електрони пролазе кроз електролит, омогућавајући батерији да или изгради електрични набој или да га испразни.

Чврста батерија користи чврсти електролит, уместо традиционалног течног електролита. То је једина фундаментална разлика између две технологије батерија. Звучи довољно једноставно, али инжењери и научници се деценијама боре да дођу до чврстог материјала који може да делује као електролит.

Шта је тешко^(Hard) у вези са чврстим^{(Solid State)} батеријама?

Различити материјали, као што су керамика и литијум метали, нуде потенцијал као електролити у чврстом стању. Проблем је у томе што је керамички приступ резултирао лошим перформансама батерије. Литијумски метали обећавају, али имају фаталну ману. Како се батерија пуни и празни, метални "дендрити" расту кроз електролит. Батерија може да дође до кратког споја и да се претвори у опасност.

Проналажење практичних и економски одрживих решења за ова питања била је мисија неколико компанија и истраживачких тимова у последњих неколико година. Сада ће се тај рад исплатити. 

Зашто пролазити кроз све ове невоље? Погледајмо предности које полупроводничке батерије обећавају у односу на традиционалне.

Сигурност

Батерије чувају велике количине енергије и увек постоји опасност да се та енергија ослободи на неконтролисан начин. Када се то догоди, то може значити пожар, експлозије и друге нежељене исходе. Чврсте батерије, под претпоставком да је проблем дендрита решен, обећавају да ће бити сигурније и стабилније. Као прво, нису запаљиви, тако да би пожари батерија требало да буду ствар прошлости.

Ово није важно само за електрична возила као што су аутомобили и дронови, већ и за личну електронику као што су паметни телефони и лаптопови. Многи људи се сваке године повређују због пожара батерија у њиховим електронским уређајима. Због тога су читаве куће изгореле до темеља!

Брзина пуњења

Модерне литијумске батерије могу да се пуне импресивном брзином^{(charge at impressive speeds)} , али им је и даље потребно много времена да се пуне. Постоји ограничење колико енергије можете улити у традиционалну литијум-јонску батерију пре него што све оде у страну. Солид стате батерије обећавају да ће се пунити чак шест пута брже од батерија које тренутно користимо. То значи да напуните телефон од празног до потпуног за пет минута или charging an electric car to 80% in 15 .

Енергетски капацитет и величина

Литијум^(Lithium) -јонске батерије тренутно имају највећу густину енергије од свих врста батерија које се продају јавности. Ипак, и даље је много пута мање густоће од бензина. Док чврсте батерије не доводе батерије до нивоа гаса, обећавају више него удвостручити густину енергије по запремини. 

Другим речима, ако сте променили батерију у свом телефону користећи солид стате модел, она би теоретски могла да ради дупло дуже без повећања величине. Ово је још једна велика продајна тачка за електрична возила, која нису толико популарна колико би могла бити, захваљујући анксиозности домета.

Животни век и издржљивост

Већина тренутних литијум-јонских батерија почиње да се деградира након око 500 циклуса пуњења-пражњења. Након тог тренутка батерија почиње да губи свој капацитет^{(battery begins to lose its capacity)} све док једва да може да издржи пуњење. У паметним телефонима, који сада обично имају запечаћене батерије, ово поставља тешко ограничење на животни век уређаја. Солид стате батерије обећавају да ће значајно повећати ту границу. Чак пет пута. 

Дакле, тамо где би типична батерија телефона за свакодневну употребу могла да почне да деградира након две до три године, чврста батерија би остала на свом номиналном капацитету до петнаест година^{(fifteen years)} . У електричним аутомобилима, где је замена батерија изузетно скупа, то би могло драматично утицати на цену власништва ове класе возила. 

Слабости чврсте батерије

Ако све ово звучи превише добро да би било истинито, постоји неколико упозорења у вези са технологијом. Неке од њих још увек треба да се реше пре него што се постигне широко усвајање технологије чврстих батерија.

• Цена^{(Cost )} је можда највећи непријатељ. Истраживачки^(Research) тимови и стартап компаније напорно раде на томе да производни процес ових батерија буде јефтинији и скалабилнији. Неке компаније тврде да су близу, али нећемо знати колико су биле успешне док не видимо стварне цене производа са овим батеријама.

• Ове батерије се такође боре на ниским температурама^{(struggle at low temperatures)} . Стога су решења која укључују њихову изолацију или одржавање на доброј радној температури део изазова.

Када можете купити чврсте^{(Solid State)} батерије?

Постоји неколико компанија као што су Солид Повер^{(Solid Power)} и КуантумСцапе^{(QuantumScape)} , које тврде да су на ивици комерцијалних апликација за солид стате батерије. 

Тојота^(Toyota) планира да стави на продају електрична возила са чврстим батеријама већ 2021. године⁽²⁰²¹⁾ . И Солид Повер^{(Solid Power)} и КуантумСцапе^{(QuantumScape)} имају за циљ увођење батерија за возила 2022. и 2024. године. То значи да бисмо у наредних неколико година могли бити на самом почетку револуције батерија. 

То је пре него што уопште уђемо у могућности које произилазе из употребе графена. Овај чудесни материјал обећава још боље батерије, било да имају течне или чврсте електролите у себи. Добијање графена да игра лопту измицало је научницима и инжењерима дуже него што се очекивало, али већ сада можете купити хибридни графенски повербанк^{(hybrid graphene powerbank)} . Заиста^(Truly) , будућност је ту.

What Are Solid State Batteries and Why Are They Important?

Battery technology has come a long way over the years. Gadgets like drones and smartphones would be impractical without advanced modern battery technology. 

However, batteries could always be better! 

Solid state batteries seem to be the next big advancement and products that use them are around the corner. This means now is the perfect time to familiarize yourself with what they are and why they’re important.

What Does “Solid State” Mean?

Whether it’s a lead acid car battery, alkaline disposables, or lithium polymer batteries in a phone, they all use a liquid electrolyte. The electrolyte is a conductive substance that connects the two internal terminals of the battery. Electrons flow through the electrolyte, allowing the battery to either build up an electrical charge or to discharge it.

A solid state battery uses a solid electrolyte, instead of the traditional liquid electrolyte. That’s the only fundamental difference between the two battery technologies. It sounds simple enough, but engineers and scientists have been struggling for decades to come up with a solid material that can act as an electrolyte.

What’s Hard About Solid State Batteries?

Various materials, such as ceramics and lithium metals, offer potential as solid state electrolytes. The problem is that the ceramic approach has resulted in poor battery performance. Lithium metals are promising, but have a fatal flaw. As the battery is charged and discharged, metal “dendrites” grow through the electrolyte. The battery can short-circuit and turn into a hazard.

Finding practical and economically viable solutions to these issues has been the mission of several companies and research teams over the past few years. Now that work is about to pay off. 

Why go through all this trouble? Let’s look at the benefits that solid state batteries promise over traditional ones.

Safety

Batteries store large amounts of energy and there’s always a danger that this energy can be released in an uncontrolled way. When that happens, it can mean fire, explosions and other unwanted outcomes. Solid state batteries, assuming the dendrite issue is resolved, promise to be safer and more stable. For one thing, they aren’t flammable, so battery fires should be a thing of the past.

This is not only important for electric vehicles such as cars and drones, but also for personal electronics such as smartphones and laptops. Many people are injured every year by battery fires in their electronic gadgets. Entire houses have been burned to the ground as a result!

Recharge Speed

Modern lithium batteries can charge at impressive speeds, but they still take a long time to fill up. There’s a limit to how much energy you can pour into a traditional lithium ion battery before it all goes sideways. Solid state batteries promise to charge as much as six times faster than the batteries we currently use. That means charging up your phone from empty to full in five minutes or charging an electric car to 80% in 15.

Energy Capacity and Size

Lithium ion batteries currently have the highest energy density of any battery type sold to the public. Yet it’s still many times less dense than gasoline. While solid state batteries don’t bring batteries up to par with gas, it does promise to more than double the energy density per volume. 

In other words, if you changed the battery in your phone using a solid state model, it could theoretically run twice as long without increasing in size. This is yet another big selling point for electric vehicles, which aren’t as popular as they could be, thanks to range anxiety.

Lifespan and Durability

Most current lithium ion batteries start to degrade after about 500 full charge-discharge cycles. After that point the battery begins to lose its capacity until it can barely hold a charge at all. In smartphones, which now tend to have sealed batteries, this puts a hard limit on device lifespan. Solid state batteries promise to greatly increase that limit. As much as five times. 

So, where a typical daily-use phone battery might start to degrade after two to three years, a solid state battery would remain at its rated capacity for up to fifteen years. In electric cars, where the replacement of batteries is extremely costly, that could have a dramatic effect on the cost of ownership for this class of vehicles. 

Solid State Battery Weaknesses

If this all sounds too good to be true, there are a few caveats to the technology. Some of these still need to be solved before widespread adoption of solid state battery technology is achieved.

• Cost is perhaps the greatest foe. Research teams and startup companies are working hard on making the production process for these batteries cheaper and scalable. Some companies claim to be close, but we won’t know how successful they’ve been until we see the actual prices on products with these batteries.

• These batteries also struggle at low temperatures. Therefore, solutions that involve insulating them or keeping them at a good operational temperature are part of the challenge.

When Can You Buy Solid State Batteries?

There are a few companies like Solid Power and QuantumScape, which claim to be at the cusp of commercial solid state battery applications. 

Toyota plans to have solid state battery electric vehicles for sale as early as 2021. Both Solid Power and QuantumScape are aiming for a rollout of batteries for vehicles in 2022 and 2024 respectively.  This means that in the next couple of years we could be right at the start of a battery revolution. 

That’s before we even get into the possibilities that come from using graphene. This wonder material promises even better batteries, whether they have liquid or solid electrolytes in them. Getting graphene to play ball has eluded scientists and engineers for longer than expected, but you can already buy a hybrid graphene powerbank right now. Truly, the future is here.

Related posts

• Водич за куповину ССД-а (Солид Стате Дриве) за 2019

• Зашто је Мој Амазон на шпанском? Језик и друга важна подешавања

• 3 начина да снимите фотографију или видео на Цхромебоок-у

• Како открити софтвер за праћење рачунара и е-поште или шпијунирање

• Демистификована технологија равног екрана: ТН, ИПС, ВА, ОЛЕД и још много тога

• Како пронаћи најбоље Дисцорд сервере

• Како пронаћи успомене на Фејсбуку

• 8 начина да повећате публику своје Фацебоок странице

• Шта је Дисцорд Стреамер режим и како га подесити

• Можете ли променити своје Твитцх име? Да, али будите опрезни

• Како вратити новац за игру на Стеам-у

• Како деактивирати Фацебоок налог уместо да га избришете

• Како да укључите или искључите Цапс Лоцк на Цхромебоок-у

• Како направити транспарентну позадину у ГИМП-у

• Како направити снимак екрана на Стеам-у

• Како поделити екран на Цхромебоок-у

• Не можете унапред заказати Убер? Ево шта да радите

• ДВИ вс ХДМИ вс ДисплаиПорт – шта треба да знате

• Како пребацити на Року ТВ са рачунара или мобилног телефона

• Како послати анонимну текстуалну поруку којој се не може ући у траг